Многопозиционная система впрыска (двигатель SR20DE)

Многопозиционная система впрыска (двигатель SR20DE)

Положение отдельных элементов системы впрыска топлива и системы зажигания в двигательном отсеке автомобиля с двигателем SR20DE

1 — адсорбер
2 — клапан дополнительного воздуха
3 — вентили впрыска
4 — регулятор давления топлива
5 — датчик положения дроссельной заслонки
6 — топливный фильтр
7 — клапан переключения, регулировка холостого хода

8 — датчик температуры охлаждающей жидкости
9 — регулятор воздуха
10 — резистор
11 — транзистор
12 — катушка зажигания
13 — датчик угла поворота коленвала
14 — измеритель потока воздуха

Если открыть капот, можно увидеть обычное для современного автомобиля множество шлангов, проводов и других деталей, которые относятся или к системе впрыска, или к системе зажигания. На иллюстрации выше показан вид на двигательный отсек, показывающий расположение основных элементов обеих систем. Коротко остановимся на работе некоторых элементов. Датчик угла поворота коленвала (13) установлен в распределителе зажигания и является основным элементом обеих систем. Датчик отслеживает число оборотов двигателя и положение поршней и посылает соответствующий сигнал к прибору управления, для управления впрыском, зажиганием и другими функциями. Датчик имеет роторный диск и токовый контур. Диск имеет 360 шлицев, каждый из которых соответствует повороту коленвала на 1˚, а также 4 других шлица, которые служат для 4 цилиндров и расположены на расстоянии 180˚. В токовом контуре установлены свето- и фотоэлементы. Когда ротор проходит между свето- и фотоэлементами, шлицы на диске прерывают световой сигнал, передаваемый от светодиода к фотоэлементу. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что при этом вырабатываются импульсы, которые преобразуются токовым контуром и посылаются в виде сигналов на электронный прибор управления. Последний обрабатывает их и выполняет соответствующие корректировки в системах впрыска и зажигания.

1. Измеритель потока воздуха (14) находится рядом с воздушным фильтром и измеряет количество всасываемого воздуха. Измерение осуществляется следующим образом: электронный прибор управления получает электрический сигнал, который соответствует теплу, отдаваемому нагревательным элементом, обдуваемым потоком всасываемого воздуха. Когда всасываемый воздух протекает во впускной трубопровод и при этом обдувает нагревательный элемент, воздух получает вырабатываемое этим элементом тепло. Количество тепла зависит от количества воздуха. Так как температура нагревательного элемента автоматически регулируется на определенное значение, необходимо подавать на нагревательный элемент ток, чтобы поддерживать температуру элемента постоянной. На основании электрических изменений прибор управления определяет количество воздуха.
2. Датчик температуры двигателя (8)находится за масляным фильтром в указанном на иллюстрации ниже месте. Датчик отслеживает температуру охлаждающей жидкости и в виде сигнала передает информацию в электронный прибор управления. Датчик оснащен термистором, реагирующим на изменение температуры. Электрическое сопротивление термистора уменьшается при увеличении температуры.

Положение датчика температуры охлаждающей жидкости (1) рядом с масляным фильтром (2).

1. Датчик положения дроссельной заслонки (5) реагирует на движение педали газа. Он преобразует положение дроссельной заслонки в сигнал и передает его в электронный прибор управления. Прибором управления определяется положение холостого хода дроссельной заслонки, когда прибор получает соответствующий сигнал, и он, например, прекращает подачу топлива.
2. Вентили впрыска (3) имеют маленькие переключающиеся клапаны. Когда электронный прибор посылает к вентилю впрыска сигнал, обмотка вентиля втягивает иглу и топливо впрыскивается во впускной трубопровод. Как долго впрыскивается топливо также определяется прибором управления.
3. Регулятор давления топлива (4) поддерживает в системе постоянное давление 3.0 бар. Так как количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности впрыска, давление должно поддерживаться на заданном уровне.
4. Исходящий от прибора управления сигнал поступает на усилительный каскад (11), который управляет первичным токовым контуром катушки зажигания. Высокое напряжение снимается со вторичного контура катушки. Катушка зажигания не стандартного типа.
5. Регулятор воздуха (9) регулирует поток воздуха в обход дроссельной заслонки, если двигатель холодный или во время прогрева на быстром холостом ходе. Регулятор реагирует на температуру и в зависимости от нее изменяет поперечное сечение канала. В месте (2) находится клапан дополнительного воздуха, который работает с управляющим клапаном (7). Эти взаимозависимые элементы получают сигналы от прибора управления и регулируют холостой ход двигателя на заданное значение. На иллюстрации ниже показано, как выглядит модуль переключения. На указанном месте находится винт регулировки холостого хода.

Вид клапана дополнительного воздуха и сопутствующих компонентов

1 — болт регулировки Х.Х 2 — клапан дополнительного воздуха 3 — переключающий клапан

1. Датчик скорости установлен в спидометре и преобразует сигнал скорости в импульсы, которые подаются в прибор управления. Чтобы поддержать число оборотов холостого хода, когда двигатель подвергается дополнительной нагрузке при работе сервоуправления, в трубопровод высокого давления системы рулевого управления установлен датчик давления масла, который выдает на прибор управления сигнал нагрузки. Он информирует клапан дополнительного воздуха, о необходимом повышении числа оборотов холостого хода в зависимости от размера нагрузки.
2. На блоке цилиндров расположен датчик детонации двигателя. Если двигатель из-за детонации подвержен вибрации, это преобразуется датчиком в сигнал напряжения, который подается в прибор управления.
3. Топливный фильтр (6) находится в металлическом корпусе, чтобы выдержать высокое давление топлива. К фильтру сверху и снизу подключено по одному шлангу. Фильтр сидит в пружинной защелке. Прежде чем заменить фильтр (рекомендуется через каждые 40000 км или через каждые 2 года), следует снизить давление топлива в системе, чтобы избежать разбрызгивания топлива. Устанавливайте только соответствующий Спецификациям фильтр.
4. Адсорбер с активированным углем (1) служит для целей описанных в Разделе Системы снижения токсичности отработавших газов для карбюраторного двигателя. Все элементы, относящиеся к системе зажигания описаны в Главе Система электрооборудования двигателя.
5. Топливный насос находится в топливном баке. Прибор управления включает топливный насос через несколько секунд после включения зажигания, для облегчения запуска двигателя. Когда прибор управления получает от датчика положения коленвала сигнал «180», он знает, что двигатель вращается и включает насос. Если этот сигнал не получается, двигатель отключается и насос устанавливается в такой режим, при котором экономится напряжение батареи и обеспечивается безопасность. Прибор управления запускает насос через отдельное реле.
6. На автомобилях с катализатором в выхлопной системе установлен лямбда-зонд. Он осуществляет измерение содержания кислорода в отработавших газах и изменяет отношение количества топлива и воздуха в соответствии с этим.

Работы на системе

При проведении каких-либо работ на системе, при которых отключаются топливопроводы, сначала следует снизить давление топлива. При этом действуйте следующим образом:

Двигатель Nissan SR20DE 2 л/130 – 180 л. с.

В серии SR двигатель SR20DE считается самым востребованным, поскольку им комплектовалось полтора десятка моделей производителя Nissan. Однако выпускался силовой привод очень недолго – уже в 2002 году инженерами завода был сконструирована низкоэмиссионная версия QR, вытеснившая поколение SR.

Технические характеристики SR20DE 2 л/130 – 180 л. с.

Изначально в двигателе серии SR заложен алюминиевый блок, цилиндры которого изготовлены из чугунных гильз. Впускной и выпускной коллекторы SR29DE, наоборот, стальные. Эта серия просуществовала недолго, около трех лет, пришла на смену семейству CA, была вытеснена низкоэмиссионным семейством QR моторов для бензина с малым октановым числом.

Вначале изготовителем использовался моновпрыск (SR18Di, SR20Di), затем руководство Нисан остановилось на распределенном впрыске DE и объеме камер сгорания 2,0 л. Это позволило увеличить мощность и ремонтопригодность силового привода.

Размеры ДВС составляют 68,5 х 61 х 61,5 см, впускные клапаны 34 мм диаметра, выпускные 30 мм. Производитель позволяет произвести капремонт самостоятельно, для чего в мануал собраны пошаговые инструкции с фотографиями.

Для упрощения конструкции схема двигателя представляет собой рядную бензиновую атмосферную четверку поперечного или продольного расположения.

Технические характеристики SR20DE собраны для ознакомления в нижеприведенную таблицу:

Изготовитель	Yokohama Plant
Марка ДВС	SR20DE
Годы производства	1989 – 2002
Объем	1598 см3 (1,6 л)
Мощность	95,6 – 132,4 кВт (130 – 180 л. с.)
Момент крутящий	181 – 196 Нм (на 4200 об/мин)
Вес	160 кг
Степень сжатия	9,5
Питание	инжектор
Тип мотора	рядный бензиновый
Зажигание	распределенное каскадное от общей катушки
Число цилиндров	4
Местонахождение первого цилиндра	ТВЕ
Число клапанов на каждом цилиндре	4
Материал ГБЦ	сплав алюминиевый
Впускной коллектор	дюралевый
Выпускной коллектор	литой чугунный
Распредвал	фазы 248/240, подъем впускного клапана 10 мм, выпускного 9,2 мм
Материал блока цилиндров	алюминиевый сплав, чугунные гильзы цилиндров
Диаметр цилиндра	86 мм
Поршни	облегченные
Коленвал	облегченный
Ход поршня	86 мм
Горючее	АИ-95/98
Нормативы экологии	Евро-2/3
Расход топлива	трасса – 6,9 л/100 км смешанный цикл 8,6 л/100 км город – 11,3 л/100 км
Расход масла	максимум 0,5 л/1000 км
Какое масло лить в двигатель по вязкости	5W30, 5W40
Какое масло лучше для двигателя по производителю	Molygen New Generation
Масло для SR20DE по составу	зимой синтетика, летом полусинтетика
Объем масла моторного	3,5 л
Температура рабочая	90°
Ресурс ДВС	заявленный 250000 км реальный 400000 км
Регулировка клапанов	гидрокомпенсаторы
Система охлаждения	принудительная, антифриз
Объем ОЖ	6,5 л
Помпа	Aisin WPN 014
Свечи на SR20DE	BKR5EY от NGK, Denso K16TT
Зазор свечи	1,1 мм
Цепь ГРМ	Nissan 1028-53J03
Порядок работы цилиндров	1-3-4-2
Воздушный фильтр	TSN 9.1.30
Масляный фильтр	с обратным клапаном
Маховик	215 – 225 мм диаметр, 108 зубьев
Болты крепления маховика	М12х1,25 мм, длина 26 мм
Маслосъемные колпачки	производитель Goetze, впускные светлые выпускные темные
Компрессия	10 – 12,5 бар
Обороты ХХ	750 – 800 мин-1
Усилие затягивания резьбовых соединений	свеча – 31 – 39 Нм маховик – 62 – 87 Нм болт сцепления – 19 – 30 Нм крышка подшипника – 68 – 84 Нм (коренной) и 43 – 53 Нм (шатунный) головка цилиндров – 6 стадий 39 Нм, 78 Нм, ослабление, 39 Нм + 90° + 90°

Производитель рекомендует придерживаться сроков ТО для соблюдения заявленного ресурса.

Особенности конструкции

В своей серии двигатель SR20DE относится ко второй версии третьего поколения, имеет особенности конструкции:

• цилиндры выполнены из чугунных «сухих» гильз внутри алюминиевого блока;
• коллекторы впускного и выпускного тракта изготовлены из стали;
• схема газораспределения DOHC имеет два верхних распредвала для управления 16 клапанами;
• в каждой версии производителем произведена форсировка мотора за счет установки турбокомпрессора;
• у атмосферных движков клапанная крышка окрашена красным – Red Top High Port, сечение выхлопа 45 мм, распредвалы с подъемом 10/9,2 мм, фазами 248/240 градусов, обороты 7500 мин-1;
• с 1994 года клапанная крышка стала черной Black Top Low Port, диаметр выхлопа снизился до 38 мм, высота и фазы кулачков распредвала стали одинаковыми – 9,2/9,2 мм подъем и 240/240 угол, соответственно;
• с 1995 года использовались распредвалы с подъемом 8,66 мм и фазами 232 градуса;
• в 2000 году появились роликовые рокеры под валы с подъемом 10/9,2 мм фазами 232/240 градусов, каналы впускного коллектора стали короткими, снизился вес коленвала и поршней, клапаны стали короче на 3 мм, а пружины жестче;
• особенностью конструкции является тот факт, что при обрыве цепной передачи механизма газораспределения поршень гнет клапана.

Во всех вариантах объемы камер сгорания оставались одинаковыми. В руководстве каждой модели авто производителя Нисан приводится описание параметров ДВС. Поскольку для получения неодинаковых характеристик мотора использовались разные распредвалы и ШПГ, навесное оборудование, перепрошивкой ЭБУ невозможно изменить заводские настройки.

Для увеличения мощности модернизация должна включать в себя либо установку турбины, либо доработку своими руками ГРМ, впускного и выпускного коллектора. Благодаря несложной конструкции силового привода капитальный ремонт и техобслуживание проблем не вызывают.

Перечень модификаций ДВС

Заводской тюнинг за счет установки турбокомпрессора позволяет обеспечить 202 л. с. и 275 Нм изначально. Турбомотор создавался для моделей Bluebird U12 и Pulsar GTI-R с поперечной установкой. Затем навесное оборудование скомпоновали иначе, в автомобиль Silvia ДВС монтировался продольно. Первоначально использовалась турбина Garret T-25G, далее начало устанавливаться более мощное надувное оборудование.

За шесть лет – 1994 – 1999 г., конструкция турбодвигателя многократно изменялась/дорабатывалась:

• авто 180SX (S13 кузов) комплектовалось мотором с черной клапанной крышкой в период 1994 – 1998 г.;
• на модель Silvia до 1999 года монтировалась черная клапанная крышка Black Top, применялась турбина GarretT-28 и система изменения фаз газораспределения;
• для турбины Т-28ВВ потребовались высокопроизводительные форсунки и специальная прошивка ЭБУ, мощность увеличилась до 245 л. с., комплект использовался в авто Silvia GF-S15;
• затем клапанная крышка стала серебристой Silver Top, для 4 ступенчатой АКПП использовалась турбина T-25BB, позволяя снимать 227 Нм на 3600 об-1 и 227 л. с. мощности.

В турбомоторе остался прежним объем 2,0 л, конструкция ШПГ – 86 мм ход поршня и диаметр цилиндра, головки и блока. Степень сжатия снизилась до 8,5 единиц.

Плюсы и минусы

Изначально мотор SR20DE считается надежным, дешевым и удобным в эксплуатации. Однако этот силовой привод имеет недостатки:

• многообразие модификаций с разными поршнями и распредвалами, впускными коллекторами приводит к путанице с запчастями во время ремонта;
• система газораспределения имеет гидрокомпенсаторы, для работоспособности которых рекомендовано применение высококачественного и, соответственно, дорогого масла;
• низкий ресурс датчиков ДМРВ и РХХ.

Достоинствами SR20DE являются:

• эксплуатационный ресурс около 400000 км;
• отсутствие регулировок тепловых зазоров клапанов;
• высокий ресурс цепи ГРМ от 250000 пробега;
• возможность тюнинга атмосферных и турбированных версий.

Для капремонта блока необходимо специальное оборудование, поскольку сухая посадка гильз считается производителем не ремонтопригодной в принципе. Зато головка блока цилиндров легко разбирается и тюнингуется новыми распредвалами.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Применялся за время выпуска с 1989 по 2002 год мотор SR20DE в нескольких авто Nissan:

• Presea – 1990 – 1998 г., малогабаритный седан для азиатского рынка;
• Avenir – 1990 – 2001 г., полноприводный универсал;
• Serena – 1991 – 2000 г., минивэн;
• Bluebird – 1989 – 1998 г., среднеразмерный седан;
• R’nessa – 1997 – 2000 г., крупногабаритный универсал;
• Prairie/– 1995 – 1997 г., минивэн;
• Liberty – 1998 – 2000 г.,
• Wingroad/Tsubame – 1996 – 1999 г., крупногабаритный универсал с передним и полным приводом;
• Silvia – 1991 – 1996 г., спорткупе;
• Rasheen – 1998 г., кроссовер;
• Almera – 1996 – 1999 г., седан;
• Sentra/Tsuru – 1991 – 2001 г., компактный седан;
• Pulsar/Sabre – 1991 – 2000 г., субкомпактный кроссовер;
• NX2000/NX-R/100NX – 1991 – 1996 г., купе компакт;
• 180SX – 1991 – 1997 г., лифтбэк на S-платформе;
• 200SX SE-R – 1995 – 1998 г., лифтбэк на S-платформе;
• X-Trail GT – среднеразмерный кроссовер;
• Primera – 1990 – 2002 г., универсал, лифтбэк, седан.

Учитывая улучшенные характеристики двигателя, мотор SR20DE установили в компактном авто представительского класса Infiniti G20 в период 1991 – 2002 г.

Турбированная версия мотора SR20DET использовалась в автомобилях Nissan:

• Liberty Highway Star GT4 – 230 л. с., 275 Нм;
• Avenir PNW11 GT4 – 210 л. с., 275 Нм;
• Bluebird SSS ATTESA Limited HNU12 и HNU13 – 205 и 210 л. с., соответственно, 275 Нм;
• R’nessa NN30 GT Turbo – 200 л. с., 265 Нм;
• Pulsar GTI-R RNN14 – 230 л.с., 284,4 Нм;
• Silvia S15 JDM – 250 л. с., 275 Нм;
• 200SX S14/S14A – 220 л. с., 275 Нм;
• 180SX S13 – 205 л. с., 275 Нм;
• Silvia S13/14/15 – 205 л. с., 275 Нм.

Дочерней компанией автопроизводителя Nissan выпускается спортивное купе Nismo 270R с Турбо двигателем 275 Нм крутящего момента и общей мощностью 270 л. с.

Регламент обслуживания SR20DE 2 л/130 – 180 л. с.

Максимальный эксплуатационный ресурс имеет атмосферный двигатель SR20DE, в турбированных модификациях пары трения изнашиваются раньше, поэтому сроки ТО приведены для атмосферного мотора:

• при использовании всесезонного моторного масла замена производится ежегодно, если применяется зимняя/летняя смазка, замена осень/весна;
• проверка сопротивления свечей происходит ежегодно, замена через 20000 км;
• аккумулятор следует эксплуатировать и менять по инструкции производителя;
• вентиляцию картера продувают после 20000 пробега;
• замена воздушного фильтра осуществляется ежегодно, топливный фильтр меняют через 30 тысяч км;
• ресурс цепи ГРМ составляет 250000 пробега, приводных ремней навесного оборудования вдвое меньше;
• свойства антифриза снижаются через 30000 пробега, при замене производится ревизия шлангов и соединений.

В целом устройство ДВС считается надежным, реальный ресурс моторов SR20DE превышает 400000 км.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

В процессе эксплуатации мотор SR20DE выявил следующие поломки, актуальные именно для его конструкции:

Обороты ХХ плавают	1) выход из строя РХХ 2) нагар на поверхности клапанов, поршней	1) замена регулятора 2) раскоксовка специальными жидкостями
Стук	1) износ вкладышей 2) выработка гидротолкателей 3) износ поршней	диагностика и замена расходников
Отсутствие тяги	перескок цепи ГРМ	регулировка натяжения или замена

В модификациях моторов под нормы Евро-5 используются 38 мм патрубки выпускного коллектора. Они прогорают уже через 30 – 5- тысяч км в зависимости от стиля езды.

Варианты тюнинга мотора

Изначально двигатель SR20DE является самым популярным вариантом в специализированных ателье. Он практически представляет собой конструктор с 4 типами ГБЦ (красная, две черных и серебристая клапанная крышка), впускными и выпускными коллекторами и ШПГ. Бюджетный атмосферный тюнинг можно произвести следующим образом:

• распредвалы типа JWT S3;
• выпускной коллектор модификации «паук»;
• «холодный» впускной коллектор;
• прошивка ЭБУ версии JWT.

Для значительного повышения мощности тюнинг обходится дороже:

• выхлоп 63 мм, «обманка» на второй кислородный датчик;
• облегченные поршни с движка SR20VE;
• использование легких шатунов и более мощных пружин клапанов.

Степень сжатия при этом увеличится до 11,7, придется заливать бензин АИ-95 минимум, расход топлива увеличится, а экологичность движка снизится до Евро-2/3.

Таким образом, 2 л атмосферный мотор SR20DE считается высокоресурсным силовым приводом. Имеет несколько модификаций с разными распредвалами и поршневыми группами, для удобства ремонта и обслуживания отличающимися цветом клапанной крышки. Существует Турбо версия SR20DRT, также в нескольких вариантах.